Die Erfindung betrifft eine Tunnelvortriebsmaschine mit einemThe invention relates to a tunnel boring machine with a
Vollschnittkopf, der in Maschinenlängsrichtung verschiebbar in einem
nachfolgenden Schreitwerk mit Messerschild gelagert ist.Full-cut head that can be moved in the longitudinal direction of the machine in one
following walking gear with knife blade is mounted.
Mit bekannten Tunnelvortriebsmaschinen dieser Art (DE-AS 26 44 899)
konnten bisher so ohne weiteres nur Tunnel mit Kreisprofil aufgefahren werden. Für
das Auffahren von Tunneln mit von der Kreisform abweichendem, beispielsweise hufeisenförmigem
Querschnitt wurde mit Bohr- und Schießtechnik gearbeitet oder sind Tunnelvortriebsmaschinen
mit Teilschnittkopf eingesetzt worden, wobei aber die hohen Vortriebsleistungen
der Tunnelvortriebsmaschinen der eingangs genannten Art nicht erreichbar sind.With known tunnel boring machines of this type (DE-AS 26 44 899)
Up to now, only tunnels with a circular profile could easily be driven in this way. For
Driving tunnels with a shape deviating from a circle, for example a horseshoe-shaped one
Cross-section was worked with drilling and shooting technology or are tunneling machines
has been used with a partial cutting head, but with the high advance rates
the tunnel boring machines of the type mentioned cannot be reached.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Tunnel mit von der Kreisform
abweichendem, insbesondere hufeisenförmigem Querschnitt mit praktisch derselben
Geschwindigkeit wie Tunnel mit Kreisprofil aufzufahren.The invention is based on the object of tunnels with a circular shape
different, in particular horseshoe-shaped cross-section with practically the same
Speed like driving up a tunnel with a circular profile.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Tunnelvortriebsmaschine
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß dem Vollschnittkopf und dem Schreitwerk
ein Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat
mit wenigstens einer
Abbauwalze zwischengeschaltet ist, die um eine zur Maschinenlängsrichtung parallele
Achse drehbar und aus einer innerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes liegenden
Ruhestellung in außerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes liegende Arbeitsstellungen
verstellbar ist.According to the invention, this object is achieved in a tunnel boring machine
of the aforementioned type solved in that the full-cut head and the walking mechanism
a tunnel cross-section widening unit
with at least one
Mining roller is interposed, which is parallel to the longitudinal direction of the machine
Axis rotatable and from a lying within the cross-section of the full-cut head
Rest position in working positions outside the cross-section of the full-cut head
is adjustable.
Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, daß man Tunnel mit von
der Kreis form abweichendem Profil praktisch ebensoschnell wie kreisförmige Tunnel
auffahren kann, indem man zunächst mit einem Vollschnittkopf einen kreisförmigen
Tunnel auf fährt und diesen mit einem unmittelbar folgenden Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat
auf den gewünschten Querschnitt aufweitet.The invention uses the knowledge that you can tunnel with from
the profile deviating from the circular shape practically as quickly as circular tunnels
can be opened by first making a circular head with a full-cut head
Tunnel opens and this with an immediately following tunnel cross-section widening unit
expands to the desired cross-section.
Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere
Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform das Tunnelquerschnittsaufweltungsaggregat
mit zwei, in einer gemeinsamen zur Maschinenlängsrichtung senkrechten Ebene angeordneten,
unabhängig voneinander drehbaren und verstellbaren Abbauwalzen ausgerüstet. Nahezu
beliebige Tunnelquerschnitte können erzeugt werden, wenn die Abbauwalzen jeweils
am freien Ende eines in seiner Wirklänge einstellbaren und mit seinem anderen Ende
um eine zur Maschinenlängsrichtung parallele Achse verschwenkbaren Gelenkarmes befestigt
sind. Konstruktiv
und anwendungstechnisch besonders vorteilhaft
ist dann die Ausführungsform, bei der die Gelenkarme um die Maschinenmittellängsachse
verschwenkbar sind. Zweckmäßigerweise sind die Abbauwalzen mit Rollenmeißeln bestückt.
In der Ausführungsform mit zwei in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordnete,
relativ zueinander längsbewegbare Gestellrahmen aufweisendem Schreib werk empfiehlt
die Erfindung die Anordnung so zu treffen, daß das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat
in Maschinenlängsrichtung relativ unverschieblich mit dem vorderen Gestellrahmen
gekuppelt ist; das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat kann dann zu gleicher Zeit
wie der Vollschnittkopf arbeiten, ohne daß es eines zusätzlichen Verstellantriebes
bedarf. Bei der Ausführungsform mit gegenüber beiden Gestellrahmen sowie unabhängig
voneinander längsverschiebbare Schildmesser aufweisendem Messerschild ist es dann
vorteilhaft, wenn die Schildmesser über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat
vorschiebbar sind; auf diese Weise können die Tunnelwandungsbereiche, an denen das
Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat nicht arbeiten muß, abgestützt werden. Mit
Rücksicht auf das zwischengeschaltete Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat empfiehlt
es sich, zwischen dem Vollschnittkopf und dem Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat
noch einen in Maschinenlängsrichtung relativ unverschieblich mit dem Vollschnittkopf
gekuppelten Stützschild anzuordnen, um dem Vollschnittkopf ausreichenden Halt zu
geben. Dieser Stützschild
kann in gleich vorteilhafter Weise, wie
oben für die Schildmesser angegeben worden ist, herangezogen werden, wenn der Stützschild
über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat unabhängig voneinander zurückschiebbare
Stützschildmesser aufweist.For the further development there are several within the scope of the invention
Options. According to a preferred embodiment, this is the tunnel cross-section revelation unit
with two, arranged in a common plane perpendicular to the longitudinal direction of the machine,
equipped with independently rotating and adjustable excavation rollers. Nearly
Any tunnel cross-sections can be created if the excavation rollers are each
at the free end of one adjustable in its effective length and at its other end
attached to an axis parallel to the machine longitudinal direction pivotable articulated arm
are. Constructive
and particularly advantageous in terms of application technology
is then the embodiment in which the articulated arms about the machine center longitudinal axis
are pivotable. The excavation rollers are expediently equipped with roller bits.
In the embodiment with two arranged one behind the other in the longitudinal direction of the machine,
recommends writing work that is longitudinally movable relative to each other
the invention to make the arrangement so that the tunnel cross-section widening unit
Relatively immovable in the longitudinal direction of the machine with the front rack frame
is coupled; the tunnel cross-section widening unit can then at the same time
work like the full-cut head without the need for an additional adjustment drive
requirement. In the embodiment with both rack frames and independently
It is then a knife shield having a shield knife which can be displaced longitudinally from one another
advantageous if the shield knife over the tunnel cross-section widening unit
are advanced; In this way, the tunnel wall areas where the
Tunnel cross-section widening unit does not have to work, be supported. With
We recommend consideration of the intermediate tunnel cross-section widening unit
it is between the full-cut head and the tunnel cross-section widening unit
another relatively immovable in the longitudinal direction of the machine with the full-cut head
to arrange coupled support shield in order to provide sufficient support for the full-cut head
give. This support shield
can in the same advantageous manner as
has been specified above for the shield knife, can be used when the support shield
Can be pushed back independently of one another via the tunnel cross-section widening unit
Has support shield knife.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Tunnelvortriebsmaschine und Fig. 2 einen Schnitt
A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.In the following the invention is based on an exemplary embodiment
Illustrative drawing explained in more detail. It show in a schematic representation
1 shows a side view of a tunnel boring machine and FIG. 2 shows a section
A-A through the article of Fig. 1.
Die dargestellte Tunnelvortriebsmaschine dient zum Auffahren von Tunneln,
die einen von der Kreisform abweichenden, insbesondere hufeisenförmigen Querschnitt
haben sollen, und besitzt einen Vollschnittkopf 1, der in Maschinenlängsrichtung
verschiebbar in einem nachfolgenden Schreitwerk 2 mit Messerschild 3 gelagertist.
Das Vorschieben des Vollschnittkopfes 1 erfolgt mit Hilfe von entsprechend zwischengeschalteten
Vorschubzylinderkolbenanordnungen 4. Zwischen dem Vollschnittkopf 1 und dem Schreitwerk
2 ist ein Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 angeordnet, welches den vom Vollschnittkopf
1 erzeugten Kreisquerschnitt zum jeweils gewünschten Tunnelquerschnitt aufweitet.
Das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat
5 weist zwei Abbauwalzen
6 auf, die jeweils um eine zur Maschinenlängsrichtung parallele Achse 7 drehbar
und aus einer innerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes 1 liegenden Ruhestellung
in außerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes 1 liegende Arbeitsstellungen
verstellbar sind. Die beiden Abbauwalzen 6 sind in einer gemeinsamen, zur Maschinenlängsrichtung
senkrechten Ebene angeordnet und unabhängig voneinander drehbar sowie verstellbar.
Hierzu sind die Abbauwalzen 6 jeweils am freien Ende 8 eines in seiner Wirklänge
mittels einer Hydraulikzylinderkolbenanordnung 9 einstellbaren und mit seinem anderen
Ende 10 um die Maschinenmittellängsachse 11 verschwenkbaren Gelenkarmes 12 befestigt.
Im einzelnen nicht dargestellt ist, daß die Abbauwalzen 6 mit Rollenmeißeln bestückt
sind.The tunnel boring machine shown is used to drive tunnels,
which deviate from the circular shape, in particular a horseshoe-shaped cross section
should have, and has a full cut head 1, which is in the machine longitudinal direction
is displaceably mounted in a subsequent walking mechanism 2 with knife blade 3.
The advancement of the full-cut head 1 takes place with the aid of correspondingly interposed ones
Feed cylinder piston arrangements 4. Between the full-cut head 1 and the walking gear
2, a tunnel cross-section widening unit 5 is arranged, which the full-cut head
1 generated circular cross-section widens to the respective desired tunnel cross-section.
The tunnel cross-section widening unit
5 has two mining rollers
6, each rotatable about an axis 7 parallel to the longitudinal direction of the machine
and from a rest position lying within the cross section of the full-cut head 1
in working positions lying outside the cross-section of the full-cut head 1
are adjustable. The two excavation rollers 6 are in a common longitudinal direction to the machine
arranged in a vertical plane and rotatable and adjustable independently of one another.
For this purpose, the excavation rollers 6 are each at the free end 8 of one in its effective length
adjustable by means of a hydraulic cylinder piston assembly 9 and with its other
End 10 attached to the machine center longitudinal axis 11 pivotable articulated arm 12.
It is not shown in detail that the excavation rollers 6 are equipped with roller bits
are.
Das Schreitwerk 2 weist zwei in Maschinenlängsrichtung hintereinander
angeordnete, vermittels hydraulischer Schreitzylinderkolbenanordnungen 13 relativ
zueinander längsbewegbare Gestellrahmen 14 und 15 auf. Das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat
5 ist in Maschinenlängsrichtung relativ unverschieblich mit dem vorderen Gestellrahmen
14 gekuppelt. Der Messerschild 3 besteht aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung
nebeneinander angeordneten Schildmessern 16, die sich über beide Gestellrahmen 14,
15 erstrecken und jeweils vermittels einer eigenen, mit dem hinteren
Gestellrahmen
15 verbundenen Vorschubzylinderkolbenanordnung 17 längs verschiebbar an beiden Gestellrahmen
14 und 15 gelagert sowie vermittels einer eigenen ersten Hydraulikpresse 18 am vorderen
Gestellrahmen 14 und einer eigenen zweiten-Hy- i draulikpresse 19 am hinteren Gestellrahmen
15 gegen die Tunnelwandung preßbar sind. Im einzelnen ist in den Figuren nicht erkennbar,
daß die Schildmesser 16 über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 vorschiebbar
sind. Zwischen dem Vollschnittkopf 1 und dem Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat
5 ist noch ein Stützschild 20 angeordnet, der in Maschinenlängsrichtung relativ
unverschieblich mit dem Vollschnittkopf 1 gekuppelt ist und letzteren an der Ausbruchswandung
abstützt. Dieser Stützschild 20 besitzt Stützschildmesser 21. Im einzelnen wiederum
nicht dargestellt ist, daß auch die Stützschildmesser 21 - entsprechend den Schildmessern
16 - unabhängig voneinander über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 zurückschiebbar
sind, um von den Abbauwalzen 6 nicht berührte Tunnelwandungsr bereiche abstützen
zu können. Es versteht sich von selbst, daß die Stützschildmesser 21 entsprechend
dem vom Vollschnittkopf 1 erzeugten Tunnelprofil und die Schildmesser 16 entsprechend
dem von den Abbauwalzen 6 erzeugten aufgeweiteten Tunnelprofil angeordnet sind.The walking unit 2 has two one behind the other in the longitudinal direction of the machine
arranged, by means of hydraulic writing cylinder piston assemblies 13 relative
frame frames 14 and 15 which can be moved longitudinally to one another. The tunnel cross-section widening unit
5 is relatively immovable in the machine longitudinal direction with the front frame
14 coupled. The knife shield 3 consists of a plurality of circumferentially
shield knives 16 arranged next to one another, which extend over both rack frames 14,
15 extend and each by means of its own, with the rear
Rack frame
15 connected feed cylinder piston assembly 17 longitudinally displaceable on both rack frames
14 and 15 stored and by means of its own first hydraulic press 18 on the front
Rack frame 14 and its own second hydraulic press 19 on the rear rack frame
15 can be pressed against the tunnel wall. It cannot be seen in detail in the figures,
that the shield knife 16 can be advanced over the tunnel cross-section widening unit 5
are. Between the full-cut head 1 and the tunnel cross-section widening unit
5 a support shield 20 is also arranged, which is relatively in the machine longitudinal direction
is immovably coupled to the full cut head 1 and the latter to the breakout wall
supports. This support shield 20 has support shield blades 21. Again, in detail
it is not shown that the support shield knife 21 - corresponding to the shield knives
16 - can be pushed back independently of one another via the tunnel cross-section widening unit 5
are to support areas not touched by the excavation rollers 6 Tunnelwandungsr
to be able to. It goes without saying that the support shield knife 21 accordingly
the tunnel profile generated by the full-cut head 1 and the shield knife 16 accordingly
the expanded tunnel profile generated by the excavation rollers 6 are arranged.
Die beschriebene Tunnelvortriebsmaschine arbeitet folgendermaßen:
Der Vollschnittkopf 1 wird zusammen mit dem Stützschild 20 gegenüber dem Schreitwerk
2 vorgeschoben und erzeugt dabei
einen kreisförmigen Tunnel. Sobald
der Vollschnittkopf 1 eine der Länge der Abbauwalzen 6 entsprechende Länge erzeugt
hat, wird das Schreitwerk 2 mit den in Ruhestellung befindlichen Abbauwalzen 6 nachgeholt,
die unmittelbar anschließend den Tunnel aufweiten, wobei die Wirklänge und Winkelstellung
der Gelenkarme 12 entsprechend gesteuert werden. Inzwischen arbeitet der Vollschnittkopf
1 weiter. Zum Nachholen des Schreitwerkes 2 werden, nachdem die Abbauwalzen 6 in
Ruhestellung verbracht worden sind, zunächst die Schildmesser 16 einzeln nacheinander
vorgeschoben. Hierzu werden die beiden zugeordneten Hydraulikpressen 18 und 19 entlastet
und das betreffende Schildmesser 16 durch Betätigen der zugeordneten Vorschubzylinderkolbenanordnung
17 vorgeschoben sowie anschließend vermittels der Hydraulikpressen 18 und 19 wieder
festgesetzt. Sind alle Schildmesser 16 vorgeschoben, werden alle Hydraulikpressen
18 am vorderen Gestellrahmen 14 entlastet, wird der vordere Gestellrahmen 14 zusammen
mit dem Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 vermittels der Schreitzylinderkolbenanordnungen
4 vorgeschoben und werden danach die vorderen Hydraulikpressen 18 wieder angespannt.
Anschließend werden die hinteren Hydraulikpressen 19 gelöst, wird der hintere Gestellrahmen
15 vermittels der Schreitzylinderkolbenanordnungen 13 nachgeholt und werden die
hinteren Hydraulikpressen 19 erneut betätigt.The tunnel boring machine described works as follows:
The full-cut head 1 is together with the support shield 20 opposite the walking gear
2 advanced and generated in the process
a circular tunnel. As soon
the full-cut head 1 produces a length corresponding to the length of the excavation rollers 6
has, the walking unit 2 is made up with the excavation rollers 6 in the rest position,
which immediately afterwards widen the tunnel, with the effective length and angular position
the articulated arms 12 are controlled accordingly. The full-cut head is now working
1 next. To catch up with the walking unit 2, after the excavation rollers 6 in
Have been brought to rest position, first the shield knife 16 individually one after the other
advanced. For this purpose, the two associated hydraulic presses 18 and 19 are relieved
and the relevant shield knife 16 by actuating the associated feed cylinder piston arrangement
17 advanced and then again by means of the hydraulic presses 18 and 19
fixed. If all shield knives 16 are advanced, all hydraulic presses are
18 relieved on the front rack frame 14, the front rack frame 14 is together
with the tunnel cross-section widening unit 5 by means of the writing cylinder piston arrangements
4 and then the front hydraulic presses 18 are tightened again.
Then the rear hydraulic presses 19 are released, the rear rack frame becomes
15 made up by means of the writing cylinder piston assemblies 13 and the
rear hydraulic presses 19 actuated again.